Formulación y diseño del proyecto de saneamiento Unipamoa - zona 9 : captación de agua del Río Cañete

(1)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

FORMULACIÓN Y DISEÑO DEL PROYECTO DE

SANEAMIENTO UNIPAMPA-ZONA 9

CAPTACION DE AGUA DEL RIO CAI�ETE

INFORME DE SUFICIENCIA

Para optar el Titulo Profesional de:

INGENIERO CIVIL

ARTURO MAMANI LAIME

Lima- Perú

(2)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACUL TAO DE INGENIERIA CIVIL

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

INDICE

CAPITULO 1: ASPECTOS GENERALES

1.1 OBJETIVOS

1.2 ANTECEDENTES

1.3 TOPOGRAFIA

1.4 GEOLOGIA

1.5 HIDROLOGIA

1.5.1 Info

r

mac

i

ón de la cuenca

1.5.2 In

formación Meteoro

l

ógica

1.6 RECURSOS ACUIFEROS

1 .

6 .

1 Manantiales

1.6.2 Pozos

1 .

6 .

3 Agua superficia

l

CAPI

T

ULO 11: INGENIERIA BASICA DEL PROYECTO

2. 1

2.2 TOPOGRAFIA

GEO

L

OG

I

A

Y GEOTECNIA

2.2.1 Estudio de canteras

2.2.2 Estudio de la fuente del río Cañete

HIDROLOGIA

2.3

2.4

2.5

2.6 DESCARGAS MAXIMAS DIARIAS

DESCARGAS MINIMAS DIARIAS

DESCARGAS MAXIMAS MENSUALES PARA PERIOODO DE

RETORNO DE 1 O, 25 Y 50 ANOS

2.7 FORMULAS Y ECUACIONES

2.7.1 Ecuación de energía o ecuación de Bernoulli

2.7.2 Formula de Ma

n

in

g

2.7.3 Numero de Fraude

2.7.4 Capacidad de descarga del vertedero

2.7 .

5 Tirante conjugado

2. 7 .6 Perfil Creager

2.7.7 Diagrama de Sudry

CAPTACIO DE AGUA DEL RIO CA -ETE BACHILLER ARTURO A A I LA/ E

INDICE

2

3

4

5

8

9

10 1 1

12

(3)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE /NGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

2.7.8 Medidores

P

arshal

l

2 .

7 .

9 Curva de remanso

CAPITULO 111: DISENO DE BOCATOMA

CAPTACION

TIPO DE CAPTACION

ASPEC

T

OS

TEORICOS

3.1

3.2

3.3

3.4 CAUDAL

MAXIMO DE DISENO

3.5 CAUDAL MINIMO DE DISEÑO

3.6 DISENO HIDRAU

L

I

CO DE LA CAPTACION

3.6.1 Factores de d

i

seño

3.6.2 D

i

se

ñ

o de la ventana de

c

ap

t

ac

i

ón

3.6.3 Diseño de la

v

e

n

ta

n

a de admisión

3 .

6 .

4 Diseño del poza desrripiador

3.6.5 Diseño de

l

a Transición desde la ventana de adm

i

sión al canal

3.6.6 Diseño del d

e

s

aren

a

d

or

3.6.7 A

liv

i

adero de Demasías

3.6.8 Medidor P

arshall

3.6.9 D

i

seño del barraje

CAPITULO IV: METRADOS Y COSTO DE OBRA

4.1

4 .

2 METRADOS

PRESUPUESTO

CAPITULO V: PROGRAMACION DE OBRA

5.1 PROGRAMACION DE OBRA

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFIA

ANEXOS

CAPTACIO DE AGUA DEL RIO CA ETE

BACHILLER ARTURO A A I LA/ E

INDICE

21

22

24

26

50

55

57

(4)

INDICE DE CUADROS, TABLAS Y FIGURAS

INDICE DE CUADROS

CAPITULO 1:

1.1 Explotación de Manantiales 1.2 Pozos existentes

1.3 Bocatomas existentes

INDICE DE TABLAS

CAPITULO 11:

2.1 Valores de la rugosidad "n11

2.2 Resumen del Análisis Físico químicos del Ag1Ja 2.3 Descargas máximas diarias

2.4 Descargas mínimas diarias 2.5 Caudales instantáneos

INDICE DE FIGURAS

CAPITULO 1:

1.1 Alternativas de Ubicación de la Captación

CAPITULO 11

:

2.1 Ubicación de Bocatomas 2.2 Ecuación de Bernoulli

2.3 Perfil Creager

2.4 Diagrama de Sudry

2.5 Medidores Parshall

2.6 Curva de remanso

CAPITULO 111:

3.1 Tipo De Captación

3.2 Ventana de captación \lista de frente 3.3 Ventana de Captación planta y perfil

CAPTACIÓ DE AGUA DEL RIO CA -ETE BACHILLER ARTURO A A I LA/ E

6 7 7

9 10 1 1 12 13

4

8 14 17 17 18

20

(5)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACUL TAO DE INGENIERIA CIVIL

INDICE DE CUADROS, TABLAS Y FIGURAS

3.4 Ventana de Admisión planta y perfil

3.5 Poza desrripiador

3.6 Transición del canal

3. 7 Diagrama de Sudry

3.8 Desarenador planta y perfil

3.9 Aliviadero de Demasias

3.1 O Medidor Parshall

3.11 Barraje

3.12 Coeficiente de descarga para la cresta de Cimacio 3.13 Muro de encauzamiento

3.14 Dimencionamiento del Salto hidráulico 3.15 Longitud de las estructuras del Barraje

3.16 Dimencionamiento por filtración

3.17 Resultados del dimencionamiento del barraje 3.18 Analisis por subpresión

3.19 Canal de Limpia

CAPTACIÓ DE AGUA DE RIO CA ETE

BACHI ER ARTURO A A LA1 E

29

31

(6)

UNIVERSI DAD NACIONAL DEI JGENIERIA FACUL TAO DE I N GENIERIA CIVI L

RESUMEN

R SUMEN

El diseño de un sistema de irrigación y consumo

lle

va

u

n

c

o

nt

enido del

diseño de un con

j

u

nt

o de obras de protección y

estructuras,

mediante las cuales

se

ef

ect

ú

a captac

i

ó

n

y conducción para proporcionar de manera adecuada el

cau

d

a

l

re

qu

erido

.

E

l

presente informe

b

a

j

o el

t

i

tu

l

o de ¡'Captación de a

gu

a de

l

río Cañete"

describe el diseño de las estructuras h

id

rá

ulicas

de la

capt

ació

n

,

para un

p

r

oyecto de riego y consumo.

Para

faci

l

it

a

r la presentac

i

ón

de este informe, se ha tratado de mostrar la

captac

i

ón

en forma clara,

s

encil

l

a y sobre todo

p

ra

c

t

i

ca,

siendo la fina

l

idad

del

capitulo

111 ,

que in

d

i

ca

el proceso que debe seg

ui

r

s

e para el

diseño

h

i

dráu

l

i

c

o

,

y

se muestra el conjunto de las ecu

ac

iones que son necesarias para el

c

a

l

cul

o

.

E

l c

o

ntenido de este trabaJo,

es como sigue:

En el cap

i

t

u

l

o

1 ,

se dan las definiciones de

los

aspectos generales, en la que

se describe las características del área de inf

l

u

e

n

c

i

a de la zona en est

u

d

i

o

.

En

el

capitulo 11, como

i

ng

en

ier

í

a bá

si

ca del proyecto se menciona los datos

recopilados que se usarán en el diseño de la captación y

las

formulas que se

uti

l

iz

ar

án

.

En el capitulo

1

1 ,

se indica el procedimiento del diseño

hi

drá

u

l

ico de las

estructuras de capt

a

c

i

ón

.

En el cap

i

tu

l

o IV, se describe y resume los metrados, y el costo de la obra

mediante e

l

pres

u

puesto

.

En el capitulo V, se elabora la programac

i

ón de obra para d1fer ntes

ac

t

iv

i

dades

.

Anexos, se

re

a

l

i

z

a

el diseño

de

l

ca

na

l

de conducción desde la captación

hasta la planta de tratamiento

.

El autor espera que este informe,

contribuya en la

formación de

los

estudiantes y profesionales dedicados al

campo del diseño

h

idráu

l

i

co

de

I s

estructuras de cap

t

ac

i

ón.

(7)

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCION

E

l

o

b

j

et

i

vo p

ri

nc

i

pa

l

es dotar agua para

l

a

amp

l

i

ac

i

ón

de la frontera

agrícola y

ur

ba

n

a de Cañete en zona erI

az

a

s

,

mediante un

es

t

u

dio planificado,

captando aguas arriba del río Ca

ñ

ete

,

can

a

l

i

z

a

ndo

hast

l

a ciudad UNIPAMPA

SECTOR-9.

E

l presente Informe está orientado al proyecto especifico del diseño

h

i

drául

i

co

de la bocatoma

d

e

l

río Cañete para consumo y otros usos, el mismo

que se ha elaborado tomando como base de la

i

n

formac

i

ó

n

dei proyecto el

Platana

l

�

como información hid

r

o

l

ógi

ca y geotecnia de la Bocatoma Palo Hervay;

como descr

i

pció

n

del lugar.

La

Capta

c

ió

n de

a

gu

a

se encuentra ubicada en el departamento de Lima,

p

r

ovinc

i

a

de Cañete, distrito de Nuevo

Im

p

e

ri

a

l

,

del río Cañete en el margen

i

zq

u

i

erdo

,

aprox. en

l

a

cota 276, por la carretera a Lunahuana. En este

l

u

gar el

río forma dos

r

ama

l

es un

i

én

dos

e aguas

ab

a

j

o

,

de tal forma que da la

i

mp

r

es

i

ón

de una

i

sla.

La

conducc

i

ón

de agua descrito en este informe es por grave

d

a

d

,

es dec

i

r

en

cana

l

es

abiertos de concreto armado, los mismos que se menc

i

onan en el

a

n

exo

de este

i

nforme

,

e

l

recorrido tendrá una

l

ong

i

tud aprox

i

mado

de

20km

,

hasta llegar a una

c

a

ja

repartidora situada en la toma de la Planta de

Tratamiento de Potabilización ubicada en la cota

21 5,

con coordenadas

X=355

,

318 .

25 ,

Y

=

8 '

5

44 ,

7

92 .

69 .

La caja repartidora nos permitirá captar el

cauda

l deseado para consumo de la Habilitación Urbana

UNIPAMPA - ZONA 9

y la diferencia de caudal será para uso de

riego

.

CAPTACIÓN DE AGUA DEL RIO CA -ETE

(8)

ASPECTOS GENERALES

1.1 .

- OBJETIVOS

CAPITULO I ASPECTOS GENERALES

CAPITULO 1

El objetivo del presente informe de suficiencia es el diseño hidráulico de la bocatoma que es parte de la infraestructura necesaria para la dotación de agua para el consumo domestico, industrial, riego y otros usos, esto permitirá la

expansión de áreas agrícolas y urbana.

El planteamiento de la infraestructura contempla el diseño de la línea de

conducción de canales abiertos por gravedad hasta ta planta de tratamiento, que

se mencionan en el anexo.

1.2.- ANTECEDENTES

El desarrollo agrícol_{a se ha practicado en el Perú desde épocas del}

lncanato, cuyas culturas existentes tecnificaron la captación y conducción de

aguas por gravedad para su irrigación y consumo. En épocas del virreinato se

descuidaron las obras hidráulicas construida por el periodo de los incas, lo que

trajo consigo el decaimiento de la agricultura. Al iniciarse la República resurgió

parcialmente la agricultura con la reconstrucción de algunos canales del incanato

y con la construcción de obras hidráulicas en algunas zonas de la costa y solo

desde principios del presente siglo se ha reconocido la 1mportanc1a de la

irrigación como parte del desarrollo económico general del país (irr1gac1ón Arturo

Rosell). En la fecha el Perú se encuentra en un desarrollo agrícola a la que

amerita estudio tecnificado con fines al desarrollo agrícola para su exportación.

La disponibilidad hídrica del río Cañete nos permite desarrollar diferentes proyectos de desarrollo agroindustrial y urbano fuera de la cuenca de Cañete, es

decir, convertir arenales en tierras de producción agr1cola, en consecuencia se generara un impacto social positivo que viene a ser el desarrollo de proyectos de habilitación urbana y su posterior ocupación, generando empresas PYMES

CAPTA CIÓ DE AGUA DEL RIO CA -ETE BACHILLER ARTURO A1A ANI LA/ 1E

(9)

CAPITULO I ASPECTOS GE ERA ES

dentro la nueva

ha

b

i

l

itac

i

ó

n

, para que esto sea posible se debe implementar

proyectos de saneamiento que garanticen una mejor calidad de vida para los

nuevos pobladores por ende mejorar su ingresos económ

i

c

o

s

.

Los pueblos de Cañete disponen de sus canales de

r

i

ego

,

la información

tomada de las obras hidráulicas existentes ha servido para el diseño del

presente proyecto, e

l

estudio se ha elaborado en la margen izquierda del río

Cañete, mediante el uso de ca

n

ale

s

de concreto armado, c

an

a

l

iza

n

do por el

contorno de

l

os cerros hasta llegar a la pob

l

ació

n

p

l

a

n

if

i

cad

a

.

1.3.- TOPOGRAFIA

A part

i

r de la

i

nformac

i

ón topográfica del Instituto Geográfico Nac

i

on

al

y

l

as

inspecciones oculares realizadas, se

l

og

r

ó i

d

e

nt

i

f

i

c

a

r dos a

l

te

r

nat

i

vas para

l

a

u

bica

c

i

ón

de la bocatoma, estas a

l

terna

ti

vas se presentan en la figura N

º

_1.1

Alternativa N

º

₀₁

_,

_{ubicada en la misma cota de la bocatoma de Nuevo}

Imperial en el ramal izquierdo del río Cañete.

A

l

t

e

rnat

i

va N

º

_{02, 41}

_0m

_.

_{desde de la bocatoma Nuevo}

_I

_m

_p

_{erial aguas}

abajo

de

l

río Cañete, esta a

l

t

e

r

n

a

t

i

v

a es la mas adecuada, por cond

i

c

i

o

n

e

t

opo

g

r

áf

i

ca

s

.

1

'

j

\ '

.

'

' '

Figura 1.1 (Alternativas de ubicación de la Captación)

CAPTACIÓN DE AGUA DEL RIO CA - ETE BACHILLER ARTURO MAMA I LAIA.1E

I 1

•

Alternativa

Nº ₀₂

(10)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACUL TAO DE INGENIER/A CIVIL

1.4.- GEOLOGIA

Las quebradas formado por rocas macizos andino aledaños para ver posibles fallas en la estructura de las rocas, al pie de las quebradas formado de material conglomerado por la formación cañete, uniéndose con el valle de arena,

limo arcillas.

La formación se realizó por cristalización del magma en la profundidad por condiciones de presión y temperatura y se encuentran en la superficie por movimiento epirogenicos. La meteorización mecánica es la que predomina, con meteorización esferoidal, esta información fue de la exposición en situ del ingº Jorge Agramante Bermejo.

1.5.-

HIDROLOGIA

1.5.1.- Información de la cuenca:

El río Cañete tiene sus nacientes en la laguna Ticllacocha (4,600 msnm),

la cual es alimentada por deshielos de origen glaciar de la cordillera, en nevados que tienen más de 5,500 m de altitud. El río Cañete tiene un recorrido de aproximadamente 220km desde sus nacientes hasta su desembocadura en el Océano Pacífico. Los principales ríos afluentes del río Cañete, por su longitud y caudal son: Huangascar, Cacra, Tupe, Oda Pampas, Hu�ntán, Laraos y Alis, por la margen izquierda y Oda. Aucampi, Yauyos y Oda. Miraflores, por la margen derecha. El área de la cuenca es de 6,189 km2, información obtenida del Estudio Agro climático de la cuenca del río Cañete del Ministerio de Agricultura.

El régimen es permanente en las lagunas de la parte alta y la intrusión

marina por sobre explotación de acuíferos.

1 .

5 .

2 Información Meteorológica:

La estación meteorológica SOCSI, es la más cercana para nuestro

estudio de captación, con las que se han obtenido información meteorológica de registros de las descargas máximos y mínimos diarios, información obtenida del proyecto el Platanal.

1.6.- RECURSOS ACUIFEROS

La provincia de Cañete posee diversas fuentes de recursos acuíferos, así como Manantiales, explotación de aguas subterráneas, captación de agua

CAPTACIÓN DE AGUA DEL R/0 CA -ETE BACHILLER ARTURO MA ANI LA/ E

(11)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE 'NGENIERIA FACUL TAO DE INGENIERIA CIVIL

superficial, de las cuales esta última transporta mayor cantidad de volumen de

agua que es usada para irrigación, consumo domestico y otros usos.

Los recursos existentes me permitirán evaluar y elegir el tipo de captación de agua para el presente proyecto.

1.6.1 Manantiales:

La explotación del agua de manantiales es usado para consumo domestico, según EMAPA Cañete son tratadas con cloro, a continuación mostramos el cuadro Nº 01 Manantiales que son explotados en litros por año

(información de INRENA, hasta el año 2001)

Caracteristicas Generales

Distrito

Sector Caudal Explotación

Manantiales Estado Uso

1/s Anual

M1 Herbay baJo 18 Utiliza jo Domestico 567,648 00

M2 El molle 15 Utilizado Domestico 473,040 00

San Vicente M3 _M4 _Cochahuas1Sta. Teresa 20 ₁₈ Ut1l1zado _Utilizado Domestico _Domestico 630,720 00 _{567,648 00}

M5 La pamp1lla 30 Ut1l1zado Domestico 946,080 00

M6 San Antonio 32 Utilizado Domestico 1,009,152.00

M1 Compradores 80 Utilizado Domestico 2,5221880. 00

Imperial M2 _M3 Compradores _La_t_o_t_or_I_t_a 20 ₂₅ Ut1l1zado _Utilizado Domestico _Domestico ₇630,720.00 ₈₈_,₄_{00 00}

M4 Canta Gallo 100 Utilizado Domestico 3,153,600.00

Cerro Azul M1 lhuanco 25 Ut1l1zado Domestico 788,400 00

M1 Santa Mat1lde 15 Ut1l1zado D0mestico 437,040 00

M2 Mira flores 40 Ut1l1zado Domestico 1 .261 ,440 00

Ou1lmana _M4M3 M,raflores _M,raflores ₂₅42 _UUtilizado _t₁_l_1zado Domestico _Domestico 1,324,512 00 _{788,400 00}

M5 Roldán 35 Utilizado Domestico 1,103,760.00

M6 Roldán 40 Ut1l1zado Domestico 1,261,440 00

Total 18,254,880.00

Cuadro Nº 1.1 (Explotación de Manantiales, ver bibliografía Nº 18)

1.6.2 Pozos:

La explotación de pozos subterráneos es una buena alternativa, para el consumo de agua potable y diversos usos.

Los pozos existentes son de paredes de concreto, con una altura aproximada de 2.00 m. interconectados con tubería de PVC de 12" de d,ámetro con una pendiente aproximada de 3°_/o.

Las redes secundarias están agujeradas para dar paso al ingreso je las aguas subterráneas que conducen a las redes principales que a la vez están

interconectadas de pozo a pozo.

CAPTA CIÓ DE AGUA DEL R/0 CA -ETE

(12)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

Según EMAPA CAÑETE los Pozos reciben un tratamiento de hipoclorito y cloro, a continuación mostramos en el cuadro Nº 02 de pozos existentes

(informac:ón de INRENA para el año 2001)

Nº _pozos

Distrito _No

Utilizados Utilizables _Utilizable total

San Vicente 118 19 4 141

Imperial 103 6 3 112

Nuevo

31

Imperial 4 4 39

Cerro Azul 33 2

o

35

San Luis 45 8

o

53

Qu1lmana 138 20 8 166

Total 468 59 19 546

Donde: Agríe .. Agrícola, Pee. Pecuario lnd Industrial

Distribución según su uso

Domestico Agric. Pee. lnd. Total

106

o

10 2 118

102

o

1 103

30 1

o

31

26 1

o

33

31 8 6

o

45

113 7 18

o

138

408 23 34 3 468

Cuadro Nº 1.2 (Pozos existentes, ver bibliografía Nº 18)

1.6.3 Agua superficial:

Vol.

Explotado

(m3/año) 870,788 81 476,738 42

199.292 07

340,580 90

300,445 32

2,332,182 38

4,520,027 90

El río cañete es la fuente de explotación superficial, para usos de mayor

volumen, transporta caudales máximos en los meses lluvia en las cuencas de

mayor altitud, actualmente existen 4 bocatomas de la estación SOCSI aguas

abajo, a continuación mostramos en el cuadro 03 la toma de captaciones

existentes en el río cañete hasta la estación SOCSI (información obtenida por el

ministerio de agricultura en San Vicente).

Bocatoma Derivación Margen ₍_{o roa resiva)}Ubicación Superficie _(has.) Caudal _(m3/s) _' Longitud del _{canal (km)} _prediosNº de

Nuevo imperial _derecha ₂₇₊ ₂₈₀ _{7,891 15} _{7 70} _{32 41} _{2,930 00}

(bocatoma Imperial)

Palo Herbay (bocatoma _1zqu1erda ₁₈ ₊ ₆₆ _2,₁₁₂₄₁ _{4 50} _{13 23} _{663 00}

Palo herbah)

Viejo Imperial _derecha ₁₂ ₊ ₈₁ _{3,651 09} _{4 00} _{26 60} _{1,092 00}

(bocatoma La Pinta)

Mana Angola 1,809 30 3 00 24 00 462 00

SIN San Miguel derecha 06 + 260 3,7 10 4 00 34 46 1,007 00

Huanca 2,359 30 3 00 16 90 445 00

Pachacam I l la 942 00 1 50 5 80 24b 00

Cuadro Nº 1.3 (Bocatomas existentes, ver bibliografía Nº 18)

Resumen:

Los recursos Acuíferos que posee la ciudad de Cañete como son; manantiales, pozos y aguas superficiales, se están explotando según el requerimiento de su uso.

Los cuadros descritos me permitirá definir el tipo de captación, para nuestro caso optare en tomar el recurso de agua superficial ya que el caudal requerido será para consumo y uso de irrigación, la elecciór1 me permitirá captar mayor caudal y esto se da en la superficie.

CAPTACIÓ DE AGUA DEL RIO CA -ETE

(13)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE 1NGENIERIA FACUL TAO DE INGENIERIA CIVIL

INGENIERIA BASICA DEL PROYECTO

2.1.- TOPOGRAFIA

CAPITULO// INGENIE-RIA BASICA DEL PROYECTO

CAPITULO 11

Se han usado

in

fo

r

mac

i

ón topográfica obtenida del Instituto Geográfico

Nacional, la cual nos ha permitido calcu

l

ar

la pendiente y el ancho del río en la

ubicación

de la bocatoma y mediante

l

a

i

n

specc

i

ón ocular comprobamos las

coordenadas de captación mediante el uso del GPS. También se comprobó que

el cauce del río esta conformado por gravas, piedras y

h

i

erbas con pendiente

.

La

u

b

i

cac

i

ón de nuestra bocatoma es como se muestra en la figura 2.1

Océano

pac1f1co

Bocaton1a La Pinta

(V

1 e

J

o imperial)

Bocatoma s/n

Bocatoma Nuevo

Imper

i

a

l

.--Río Cañete

Bocatoma Pa

l

o

Herbay

Bocatoma del

Proyecto

Un1pampa

Figura 2.1 (Ubicación de Bocatomas)

(14)

CAPITULO// INGENIERIA BASICA DEL PROYECTO

2.2 .

-

GEOLOGIA Y GEOTECNIA

Para el estudio de la zona de captación se han obtenido información del proyecto Bocatoma Palo Hervay, ubicado en el río Cañete aguas abajo en el margen izquierdo de nuestra ubicación de la toma, realizaron estudios de la no existencia de problemas desde el punto de vista geológico, así mismo el nivel de cimentación promedio, tiene una carga admisible de 3.25 kg/cm2 _, _conformado por conglomerado, área pedregosa y con vegetación, por lo que presenta buenas condiciones para la cimentación de la estructura.

De la inspección ocular se determinó el coeficiente de rugosidad "n" de Manning, para un río con características naturales, para nuestro proyecto el valor de n es de 0.045. Los valores de rugosidad "n" establecidas por Horton, se muestran en la tabla Nº _2.1_.

1

2

3

4

5

6

7

8

VALORES DE "n" DADOS POR HORTON PARA SER EMPLEADOS EN LAS

FORMULAS DE KUTTER Y MANNING

SUPERFICIE DE CORRIENTES CONDICIONES DE LAS PAREDES

Medianamente

NATURALES _Perfectas _Buenas _M_a_l_as

buenas

Limpios, bordes rectos, llenos, sin

0.025 0.0275 O 030 O 033

hendiduras ni charcos profundos

Igual a ( 1 ) pero con algo de hierba y

0.030 O 033 0.035 0.040

piedra

Sinuoso, algunos charcos y escollos,

0.033 O 035 0.040 0.045

limpio

Igual a ( 3 ) de poco tirante, con

0.040

pendiente y sección menos ef1c1ente O 045 O 050 0.055

Igual a ( 3 ), algo de hierba y piedras 0.035 O 040 O 045 _- _- O 050

-·-Igual a ( 4 ), secciones pedregosas Ríos con tramos lentos, cauce

enhierbado o con charcos profundos

Playas muy enhierbadas _,._

-O 045

--O 050

--,_

0.075

O 050 _�- O 055

-O.O O O 070

-·

0.100 0.125

Tabla 2.1 (Maximo Villón - Hidráulica de canales)

O 060

O 080

•

0.150

1

2.2.1 ESTUDIO DE CANTERAS:

Las obras para la construcción de la bocatoma Unipampa y canales de

captación serán de concreto ciclópeo y armado como se detalla en el

presupuesto, por lo que podrá ser usado el conglornerado de río

tamizándolos de acuerdo a la granulometría establecida para diferentes

CAPTACIÓN DE AGUA DEL RIO CA -ETE

(15)

CAPITULO// INGéNIERIA BAS!CA DEL PROYECTO

tipos de

concreto

.

El río trae consigo piedras mayores de 8" que podrán

ser usados para la construcción de la estructura que se requieran.

2.2.2 ESTUDIO DE LA FUENTE DE AGUA DEL RIO CAÑETE:

Con la fina

l

idad de verificar la calidad del agua a

e

mp

l

e

ar

s

e

en las

diferentes obras de

c

onstrucció

n

,

para el sistema de riego y ser tratada

para

l

a potab

i

l

ización

,

se tomaron las muestras

c

o

rr

es

p

on

di

entes en

l

a

Bocatoma Nuevo Imperial y se ef

ect

u

ar

on

los a

n

ál

i

s

i

s

qu

í

m

ic

o

s

n

ecesarios a fin de determ

i

n

ar

su

c

al

i

da

d

para su uso

Se tomaron muestras en la bocatoma Nuevo

I

mpe

r

i

al y los resultados

fueron como se muestran en

la tabla 2.2, lo que nos indica que puede

usarse para el proceso cons

t

ructi

v

o siempre y cuando se prepare un área

de sedime

n

tación

:

ANALISIS FISICO-QUIMICO DEL AGUA

Obra:

Ubicación:

Fecha:

MUESTRA

Inicio de Bocatoma

Entrada Bocatoma

Bocatoma

Río Cañete

Agua

2.3.-

HIDROLOGIA

Proyecto Unipampa

Bocatoma Nuevo Imperial-Cañete

23/01/2007

SULFATOS CLORUROS SALES SOLUBLES

(ppm) (ppm) TOTALES (ppm)

134

29

178

130

27

176

143

27

182

186

35

253

223

36

269

210

37

276 T

a

b

l

a 2.2 (ver anexo 2)

La

estac

i

ón

hidrométrica SOCSI, es la más cercana para nuestro

es

tu

d

i

o

de captación, con las que se han obtenido información meteorológica de

cauda

l

es máx

i

mos d

i

arios, caudales mínimos diarios y caudales instantáneos

versus caudales medio diario de las descargas máximas, para periodos de

retorno de 1 O, 25 y 50 años, esta información es obtenida del proyecto El

P

l

atana

l

.

A continuación mostraremos los caudales obtenidos de la estación

h

i

drométr

i

ca SOCSI

CAPTACIÓ DE AGUA DEL R/0 CAÑETE

(16)

CAPITULO 11 INGFNIERIA BASICA DEL PROYECTO

2.4 DESCARGAS MAXIMAS DIARIAS (m

3

_/s)

RIO CANETE: ESTACION SOCSI

(Tabla

2 .

3)

f AÑO

I

SEP

I

OCT

I

NOV

1

DIC 1925/26

1926/27 11 O 12 O 42.0 58 O

1927 /28

1928/29 13 5 18.5 19 O 34 O

1929/30 13 1 20 O 28 O 58 O

1930/31 12.5 14 9 65 4 22 5

1931/32 12 5 13 4 16 5 96 O

1932/33 1 O O 14 O 30 O 80 O

1933/34 12.0 13 O 13 O 73 O 1934/35 13 O 20 O 21 O 18 4 1935/36 13 5 15 O 18 7 139 O

1936/37 11 8 40 O 19 5 29.8

1937/38 9.8 13 1 35.1 131 7

1938/39 1 1 1 1 O 1 12. 1 32 3

1939/40 10 3 1 O 5 15 3 69 O

1940/41 11 3 12.0 23.7 20 4

1941/42 9.3 14.4 14 7 173.5

1942/43 11 4 1 O 8 12 7 45 1

1943/44 11 8 14.6 17 .2 148 3

1944/45 12.3 11 . 1 12 1 29 2

1945/46 9.5 11 .O 35.6 130 O

1946/4 7 13.2 20.0 65 O 158 O

1947/48 10.8 16.0 13 4 59 4

1948/49 10.6 74.0 48 8 24.0

1949/50 1 O .1 13.7 39 7 24 6

1950/51 8.7 11 6 18 4 152 8

1951/52 12.0 16.2 11 O .1 203 O

1952/53 14. 7 13.3 35 O 56 O

1953/54 12.5 27 O 120.0 102 O

1954/55 11 .8 18 3 130 O 72 O

1955/56 11 6 20 O 12 5 32 O 1956/57 8.9 8 9 9.2 12 8

1957/58 7.4 8 5 1 1 1 22 1

1958/59 7.2 10.9 20 3 20 3

1959/60 7.8 16 4 14.2 129 6

1960/61 7.5 1 O 4 13.6 14 6

1961 /62 8 5 8 0 76.6 192 7

1962/63 10.4 10.4 10.2 21 3

1963/64 11 . 3 11 6 82 9 177 8

1964/65 10.4 9.2 14.2 33 5

1965/66 8.3 8 4 1 O. 7 76 1

1966/67 8.9 59.6 54.4 166 4

1967/68 15 .1 29 3 18 8 25 5

1968/69 12.6 16. 7 48 3 74 6

1969/70 B.O 39.5 25.5 316 O

1970/71 15. 7 16.3 59.5

1971/72 15. 1 13.4 9.2 181 5

1972/73 144 7

1973/74 12.8 21 .1 37 8 186 9

1974/75 16.9 16.6 18 3 18 3

1975/76 1 O 7 14 1 50 O 90.4

1976/77 17. 7 15 O 15 O 30 6

1977/78 14.2 14 2 73 O 49 6

1978/79 13 9 23 3 75 8 132 8

1979/80 11 7 11 7 13 7 16 2

1980/81 10.5 49 8 55 8 68 1

1981 /82 12 6 24 5 44 2 88 5

1982/83 9 6 73 O 172.0 113 8

CAPTACIÓN DE AGUA DEL RIO CAÑETE

BACHILLER ARTURO MAMA I LA! E

1

ENE ) FEB

I

MAR

I

_{ABR ) MAY ) JUN )}

230.0 455 O 200 O 350 O 80 O 15 O

95 O 95 O 120 O 65.0 40 O 20 O

59 O 125 O 198 O 126 O 48 O 20 6

107 O 145 4 342 8 266 O 35 2 21 2

253 O 198 4 263 8 82 6 80 2 27 O 89 4 145 O 148 6 135 8 39 7 16 5

218 O 300 O 90 O 25 O

133 O 141 O 176 O 11 O O 35 O 20 O

170 O 206 O 305 O 197 O 50 O 26 O

146.0 132 5 386 O 207 O 52 O 27 O

265 O 200 O 163 O 144 O 24 O 18 O

136.1 157 O 283 8 122 6 41 1 22 9

223.6 401 4 125 6 86 9 30 1 16 3

91 4 138 3 308 5 212 5 59 7 20 3

141.3 101 1 139 6 113 7 36 7 19 2

185 O 229 9 301 1 33 6 23 8 20 1

208 6 319 2 230 3 82 9 60 8 25 5

194 2 324.1 247 1 270 1 43 5 20 7

265 7 346 4 396 6 112 6 46 3 22 9 212 7 254 1 350 O 21 O O 34 O 18 O

318 O 313 O 354 O 236 O 69 3 27 O

166 5 202 6 353 O 88 O 51 7 28 O

223 6 238 O 279 O 156 3 80 5 37 8

89 6 195 O 198 O 144 4 48 6 23 1

123 O 244 7 140.2 129.7 58 8 18 7

240.9 424 O 485 O 263 7 44 O 26 O

344 O 338 O 360 O 190 2 33 O 17 O

232 O 555 O 340 O 95 O 33 4 19 O

367 O 422 O 657 O 102 5 49 O 25 6

496 O 700 O 674 O 337 O 46 O 32 O

115 O 470 O 233 O 125 9 51 9 34 3

107 6 228 3 194 9 11 O O 73 8 17 5

73 7 120 4 270 4 75 4 33 7 13 2

16 O 700 O 700 O 119 8 36 O 17 O

488 8 478 7 85 3 26 7 22.6 13 8 130 6 325 6 597 6 516 2 53 3 31 1

230 3 397 9 566 2 92 8 26 4 15.6

242 4 169 8 147 4 114.6 44 4 29 8

66 4 153 1 143 6 135 2 82 2 29 2

135 O 410 O 250 O 140 O 42 8 28 4 112 1 156 4 280 O 53 1 26 1 14 3

129 1 319 9 314 4 101 9 52 6 32 3

108 3 116 5 198 5 63 9 24 2 16 7

50 5 90 4 139 O 75 1 31 4 16 1

408 O 246 O 217 O 39 5 32 7

230 O 430 O 37 4 16 8

312 2 480 3 900 O 505 O 78 5 27 O

484 2 450 1 324 8 112 5 33 4

178 O 326 O 251 O 81 3 32 4 24 1

72 5 202 O 298 O 113 O 56 7 32 2

184 O 332 O 247 O 116 O 42 5 27 9

66 O 249 O 167 O 70 9 36 8 20 4 173 O 21

o

82 8 70 8 36 5 21 6

80 8 177 3 182 8 91 6 29 8 1 7 6

100 1 54 3 84 5 93 8 26 1 15 3

119 5 257 1 256 6 209 8 30 O 21 7

94 4 120 O 90 2 88 1 39 O 22 5 189 O 60 2 147 O 228 O 48 O 28 4

JUL _{1 AGO} f

12.0 10 O

20 O 10 O

14 6 12 4

14 3 ·11 9 16 1 14 6

13 6 12 1

15 O 12 O

14 5 14 O

22 O 18 O

23 O 14 3

14 O 11 O

17 O 12 1

13 6 13 2

14 6 12 7

13 O 11 3

11 O 9 3

16 6 13 2

14 1 11 9

18 6 14 1 13 2 11 3

19 5 14 9

16 O 12 4

19 O 13 2

13. 7 11 6

13 9 11 O

16 O 13 7

16 1 14 .O

18 O 13 5

19 2 13.9

19 O 14 O

16 9 11 O

12.5 8 5 10 9 8 3

13 7 9 0

9 8 7 9

13 O 10 O 14 2 12 3

19 8 12 4

19 9 1 O 8

14 O 9 5

11 5 1 O 8

22 2 17 9

13 3 99

14 O 1 O 5

17 3 16 8 13 O 12 7 16 5 12 5

20 1 17 6

18 3 1? O

21 4 15 4

16 O 14 7

16 8 15 4

17 7 12 7 14 3 12 5

19 6 1 4 9

15 5 15 O

(17)

CAPITULO JI INGENIERIA BASICA DEL PROYECTO

2.5 DESCARGAS MINIMAS DIARIAS (m

3

_/s)

RIO CANETE: ESTACION SOCSI

(Tabla

2 .4

)

1

ANO

-

( SET ( OCT ( NOV ( DIC

1925/26

1926/27 11 O 12.0 11 O 17 O 1927 /28

1928/29 11 .5 13 O 12 8 14 9

1929/30 11 4 11 9 13 6 15 4 1930/31 11 4 12 1 12 5 17 4

1931 /32 1 1 1 12 1 13 1 17 .4 1932/33 10 O 10 O 14 O 23 O

1933/34 10 O 10 O 11 O 11 O

i 934/35 12 O 13 O 14 O 14.0

1935/36 12 3 13 O 14 3 15 8

1936/37 84 10 8 15.2 14 7

1937 /38 84 86 1 O 4 20 8

1938/39 9 7 9 2 1 O 1 12 2

1939/40 89 89 1 O 3 12 7

1940/41 9 8 9 8 11 3 14 9

1941/42 7 8 85 12. 7 14 2

1942/43 9 7 9 4 9 9 11 8 1943/44 9 9 10 4 9.5 20 O

1944/45 10 6 10 2 10 8 12.6

1945/46 7 6 7 3 12 4 21 5

1946/4 7 1 O 4 12 2 20.0 37 O

1947/48 9 4 1 O O 1 O 7 12 O

1948/49 97 9 8 24 O 13 9

1949/50 86 84 13 9 11. 3

1950/51 7 5 7 4 9 6 18 2

1951/52 89 9 0 18 3 24 3

1952/53 10 8 9.5 10 3 26 5

1953/54 9 7 86 22 O 32 O

1954/55 9 6 11 3 17 9 30 O

1955/56 94 1 O 1 9 7 10 8

1956/57 84 7.8 82 85

1957/58 6 5 6 2 84 82

1958/59 6 9 7 2 7 4 9 4

1959/60 6 7 6 7 9 6 11 8 1960/61 5 9 6 7 7 5 88

1961 /62 7 5 7.2 80 38.4

1962/63 1 O 4 83 9 0 11 9 1963/64 11 1 11 1 11. 7 45 5

1964/65 86 83 94 9 6 1965/66 7 5 7 1 83 9 3

1966/67 7 6 B.O 19 5 23 7 1967 /68 13 1 12 8 14 7 16 4

1968/69 9 6 10 6 16.0 14 7

1969/70 7 2 88 9 3 39 6

1970/71 12 1 15 7 13 7

1971 /72 13 4 9 6 80 9.2

1972/73 31. 7

1973/7 4 9 2 10 6 13 5 20 2

1974/75 12 3 12 4 12 4 8 1

1975/76 9 3 1 O 1 9 5 16 O 1976/77 10 9 13.2 12 8 13 7

1977 /78 13 3 13 1 13 9 24 7 1978/79 12 2 12 5 24 3 20.8

1979/80 9 7 9 2 97 1 O 2

1980/81 9 1 9 4 21 9 29 2

1981 /82 9 6 9 1 20 2 28 2

1982/83 6 0 6 1 49 8 41 3

CAPTACIÓ DE AGUA DEL RIO CA ETE BACHILLER ARTURO AMA I LA/t,.,1E

( ENE

f

FEB ( MAR ( ABR ( MAY ( JUN

20.0 80 O 55 O 80 O 15 O 15 O

48.0 52 O 59 O 42 O 25.0 18 O

17 O 20 1 65.0 49 O 20 6 15.0

29.0 38 8 131 O 37 3 21 2 14 O

59 O 46 O 61 O 47 8 28 5 16. 1

20 6 20 6 31.3 26 O 16 9 13.9

57 O 100 O 25.0 16 O

36 O 50.0 82 O 34 O 20 O 14 O 47 O 71 O 125.0 51 O 28 O 24 O

17 2 54 1 127 O 52.0 31 O 23 O

100 O 90.0 106 O 21 O 18 O 14 O

26 8 67 3 63 O 31 9 21 3 17 O

33 1 101 O 53 4 29 5 16 1 11 4

21 5 45 O 133 4 56 1 21 O 14 6

33 9 32 1 33 1 32 O 20 O 13 5

26.7 44 8 34 O 22 5 20.9 10.5

38.9 53 7 78.9 29 7 26.0 16 2

36 O 120.4 51.0 40.6 21.2 14 6 49 3 85 O 87.3 44.1 23 8 18 3 15 O 49 O 94 O 34.0 19 O 13.2 61 6 93.4 113.4 58 6 30 O 19.5 61 O 44 O 64 O 40.0 28 O 15 O

45 4 61.8 51 9 53 2 39.3 18. 5

16 9 38.5 67 5 48.5 24 3 13 O

35 6 44 2 50.9 51.3 15 6 13 3

44 2 50 O 100.5 45.6 21 6 17 O

38 6 45.8 57.0 32 O 16.0 13 5

31 6 11 O.O 47.0 33 6 18.0 16 O

25.0 79.0 65.0 32.0 26.0 19 4

60 O 90 O 199.0 42 O 38 O 19.0

12 .3 56 O 68.3 45.3 29 2 16 3

10.6 95.4 106.5 73 O 17 7 12 5

15 6 27 9 59 9 33 O 13 3 1 O 7 9 8 18.0 29 O 28 7 17 5 12 O

43.0 28.5 24 9 22.7 14 3 10 O

18.3 60.8 85 2 55 O 31 5 13 9

48 1 39.7 41 4 28 O 15. 7 13 O

31 7 88.2 94 3 46 3 21 3 22 5

45 O 64.2 101. 7 78 3 29 1 19 9

19 O 45 O 154 O 38 8 28 3 12 7

28 2 25.7 54.1 26.1 14 O 11 6

50 9 143 2 112 6 54 8 25 7 21 9

16.0 36 5 43.3 26 2 16 7 13 O

23 5 27.4 67.5 28.2 16 1 12 6

155.0 68.7 33 2 20 5 9 2

52 1 55 1 16 8 9.5

92.5 72.5 508.5 72.8 26 3 13 O

118. 9 218.8 112 5 33 4 16 5 50 5 81 3 61 9 33 7 24.1 20 1

8 1 8 1 117 .O 44 6 32 2 17 8

55 6 108 O 102 O 44 2 27 9 22 O

37.9 34.4 79 8 27 8 21 2 15 7

25.8 63.0 43 O 37 1 21 O 16 8

19.8 38 1 74 5 33 O 18 O 15 O

15 O 21 4 20 7 26 8 14 8 12 3 30.8 100 5 87.4 32 8 21 3 17 6 35.0 73.2 48 8 40 O 23 8 16 O

33 5 26 6 46 O 46 2 23 6 17 1

1

JUL f AGO j

12.0 10 O

13 O 10 O 12 4 11 5

11 7 1 O 5 12 1 11 9 12 1 11 2

13 O 10 O

14 5 12 O 19 O 12 O

14 5 12 4

10 O 84

12 1 89

13 2 1 O 7

12 8 10 5

11 4 9 3 9 0 87

13 4 11 2

12.0 1 O 4

13 9 12 O

1 O 4 86

14 4 11 9

12 1 9 3

13 4 10 O

11 3 9 4

1 O 5 87

13 6 11 6

13 5 12 1

13 1 1 O 5 14 O 1 O 4

14 5 1 O 5

11 1 88

88 68

83 7 2

9 5 7 3

7 4 5 8

1 O 1 9 1

12 2 11 3

12 1 11 2

10 3 89

9 2 7 9

1 O 3 83

17 9 15 1

9 9 9 2

11 2 9 9

13 4 13 4

11 4 11 4

10 4 10 4

14 7 14 7

1 O 1 1 O 1

13 2 13 2 13 6 13 6

12 1 12 1

8 7 8 7

1 O 5 1 O 5

1 O 6 1 O 6

82 82

13 7 13 7

(18)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACUL TAO DE INGENIE RIA CIVIL

CAPITULO 11 INGENIERIA BASICA DEL PROYECTO

2.6.- DESCARGAS MAXIMAS MENSUALES PARA PERIODOS DE

RETORNO DE 1 O, 25, Y 50 AÑOS

Las descargas de caudal medio diario y caudal instantáneo son establecidas por la estación SOCSI, que posteriormente servirá para el cálculo de caudal de diseño.

RIO CANETE:

ESTACION SOCSI

PERIODO DE RETORNO EN ANOS

MES _Medio10 _Cauda_l _Medio25 _Cau_d_a_l _Medio50

Caudal Diario Instan. D1ar10 Instan. Diario Instan.

Enero

331

400

431

520

512

618

Febrero

488

589

626

756

735

887

Marzo

513

619

663

801

782

944

Abril

290

350

385

465

463

559

Mayo

72

87

105

99

120

Junio

31

37

35

42

38

46

Julio

20

22

24

Agosto

16

17

19

Septiembre

15

16

18

Octubre

39

47

52

63

62

75

Noviembre

83

100

114

138

136

164

Diciembre

175

211

225

272

202

316

Tabla 2.5 (Caudales instantáneos)

Las tablas mencionadas de descarga máximas, mínimas y caudales

instantáneos determinados por la estación SOCSI, me permitirá calcular

el caudal de diseño, para mi diseño hidráulico en la bocatoma y sus

derivaciones como se muestran en el capitulo 3.

2.7.-

FORMULAS Y ECUACIONES

2.7 .

1 ECUACIÓN DE ENERGIA O ECUACIÓN DE BERNOULLI:

La línea de corriente que atraviesa un cauce o canal, se define como

energía total a la suma de las energías de posición, más la de presión y

mas la de velocidad, es decir:

Energía total = E. de posición + E de presión+ E. de velocidad

l r �

E= Z +Y+

a

= Cte.

CAPTACION DE AGUA DEL RJO CA -ETE BACHI LER ARTURO A A I LAIA1E

2g

(19)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE Jf\JGENIER/A FACUL TAO DE JNGENIERIA CIVIL

CAPITULO 11 INGENIERIA BASICA DEL PROYECTO

Para este caso consideremos un fluido ideal en la cual

l

a energía en 1 es

igual a la energía en 2 más la energía transformada a calor debido a la

f

r

i

cc

i

ón conocida como pérd

i

da de energía, como se deta

ll

a en la

f

i

g

ur

a

2 .

¡

El

-I

Y1

-

7 -

--Z1

'

1

--F

i

g

u

ra 2

.

2

�r2

ir�

Z

1

+Y¡

+

a

_2g

1 =

Z

-.,

+r

·

-)

+

a

_2g

�

+!1

1

Do

n

de

a

,

es el coef

i

c

i

e

n

t

e de

Co

r

io

lis

.

!

Y2

Z2

'

2

/1 r 1

i,

-(1

2�

E2

'

Según Maximo Vi

l

ló

n

,

los ensayos

experimentales

muestran

que

a

,

varía

entre 1.03 y 1.36 para

l

o

s canales prismáticos (canales con sección

t

r

a

nsversa

l

y pendiente del fondo constante).

El uso

d

e

l

coeficiente

de

Cor

i

o

l

is

a

,

depende de la exactitud con

que

se

estén

h

a

c

i

endo

l

os

cálculos, en muchos casos se Just1f1ca considerar

a

= 1, que es para nuestro caso.

2.7.2 FORMULA DE MANNING

:

La formula de Manning se usa para los cálculos hidráulicos en la

captac

i

ón

y canalización de este proyecto y esta dado por la sIguIente

. ,

expresIon:

(20)

f'APITULO 11 INGFNIERIA BASICA DEL PROYECTO

Donde:

Q: Caudal o gasto, en m3/s

,, : Coeficiente _{de rugosidad del cauce del río o canal}

,4:

_{Area de la sección transversal, en m}2

P:

_{Perímetro mojado de}_l_{a sección, en m}

R:

Radio hidráulico, resultante del área entre el perímetro mojado, expresado en m

S: Pendiente del cauce, en m/m

2.7.3 NUMERO DE FROUDE

:

El número de Fraude es aplicado en los cálculos hidráulicos para el

diseño de la captación, en la que nos define una especie de 1nd1cador

universal en la caracterización del fluJo de superficie 1;bre y esta dado por

la siguiente expresión:

Donde:

v·

F

=

'

gY

V: Velocidad, en m/s

g: Gravedad 9.81 m3_/s

Y: Tirante, en m

La condición de flujo supercrítico se produce cuando F>1, flujo subcritico para F<1 y critico para F=1. Las condiciones del resalto también se

pueden expresar de la siguiente manera:

F= 1

F< 1.7

1.7>F<2.5

2.5>F<4.5 4.5>F<9 9>F

CAPTACIÓN DE AGUA DEL RIO CAÑETE BACHILLER ARTURO AMAN/ LA/ E

El régimen es critico y el resalto no puede

formarse.

No necesita la poza de d1s1pac1on

El régimen es transitorio y no se forma un verdadero resalto, se debe aumentar en 1 O º/o e I va I o r de I t Ir a n le c o nJ u g ad o.

El régimen se denomina de trans1c1ón.

El resalto es bien balanceado.

El resalto es efectivo pero con una

superficie n,uy irregular aguas abaJo.

(21)

CAPITULO 11 INGtNIERIA BASICA Df:.L PROY CTO

2.7.4 CAPACIDAD DE DESCARGA DEL VERTEDERO:

La formula genera de los vertederos esta dado por la siguiente expresión:

3

Q

==

C Lfl

Donde:

O: Descarga en m3_/s

L : Longitud de la cresta, en m.

C: Coeficiente de descarga que varia de 1.66 a 2.21 en

,,z

l �'c)R.

2.7.5 TIRANTE CONJUGADO

:

Según la formula de la Momenta el tirante conJugado en función del tirante obtenido al nivel de la poza es:

el

_-"' == - d1 +

J

l

...,

,r, "' _/

( 1- _"-'_#-' ₁ _{. ₁

4 _,f;

La formula también es expresado en función del número de Fraude y esta

dado por:

Donde:

d,

=

d1

-

₂

'

F

1

:.

1 -

1

d 1: Tirante en la sección 1 , en m d2: Tirante en la sección _{2, en m.}

V1: velocidad _{en la sección 1, en}

mis

G: Gravedad, 9.81 m3_/s

F: Número de Fraude

2.7.6 PERFIL CREAGER:

La U.S. Bureau of Reclamation y el U S Army Corps of Eng1neers han desarrollado varios perfiles Standard, de las cuales para nuestro proyecto

usaremos el pe_{rfil Creager, que t}iene la siguiente expresion:

Donde H es la altura del pelo de agua sobre la cresta del vertedero como se muestra en la siguiente figura 2.3

CAPTA CIÓ DE AGUA DEL RIO CA -ETE BACHIL ER ARTURO MAMA I LA/ E

(22)

O 2H

Perfil Teórico (W.E.S.)

Figura 2.3

2.7.7 DIAGRAMA DE SUDRY:

CAPITULO 1/ INGE.NIE:RIA BASICA DEL PROYECTO

1 5

1

'

Perfil sugerido

R=O 5H

Las partículas pequeñas son eliminados en el desarenador, para los

proyectos de riego generalmente es suficiente eliminar partículas

mayores de 0.5mm, en algunas veces es conveniente transportar los

materiales finos con diámetros menores con la finalidad de mejorar los

suelos del proyecto (Irrigación Arturo Rosell Calderon).

Para el cálculo de la velocidad de sedim ntación utilizaremos el diagrama de SUDRY, como se detalla en la figura 2. 4

Para el caso de consumo, el agua captada se derivara a una planta de

tratamiento de potabilización.

25

20 O)

Q)

U)

E

u

e 15 -o

u e Q)

E

"'O 10

Q)

U)

Q)

"'O "'O

u_o 5

Q)

o

i

_'

t

... . -+- .. .. . -+- .. .

co

05

• • • ♦ .. .. .. •

1 0 1 5

Velocidad de sed1n1entac1on 1ndapen(i1ente de la ten1peratura del agua

2 0 25

•

30

D1ametro de las partículas (rnm )

Figura 2. 4 (Diagrama de SUDRY)

CAPTACIÓN DE AGUA DEL RIO CA -ETE

(23)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE I GENIERIA FACUL TAO DE INGENIERIA CIVIL

CAPITULO ti INGENIERIA BASICA DEL PROYECTO

2.7.8 MEDIDORES PARSHALL:

Es uno de los elementos constructivos que se le da a una captación con

la finalidad de asegurar el envío del caudal deseado.

El medidor Parshall, consta básicamente de tres partes fundamentales: la entrada, la garganta y la salida.

La entrada consta de dos paredes verticales simétricas y convergentes de inclinación 5: 1 con fondo o plantilla horizontal.

La garganta consta de dos paredes verticales y paralelas, el fondo

inclinado hacia abajo con pendiente 2.67: 1

La salida son dos paredes verticales divergentes con el fondo ligeramente inclinado hacia arriba. Cabe señalar que la arista que se forma por la unión del fondo de la entrada y el de la garganta se le llama cresta del medidor cuyo ancho se le designa con la letra W y se llama tamaño del medidor.

En la figura 2.5, podemos describir las dimensiones acotadas del medidor Parshall.

Camaras de reposo

�-

₂_/_3A

-...

A

D

1

----8

E

-

'

1

0.15

CAPTACIÓ DE AGUA DEL R/0 CA -ETE BACHILLER ARTURO A A I LA/ E

5

'

¡

-

_w

t

Planta

F

Tubos de entrada _N

'

-Perfil

Figura 2.5

2 7 1

X

- l

0.20

• 1•

'

-

,_

1

G

'

l

1

6

1

f

'

(24)

( APITUL O 11 INGENIE:RIA BASICA DEL PROYECTO

2.7.9 CURVA DE REMANSO

:

Son

perfi

l

es

l

ongit

u

d

i

na

l

e

s qLJe adq

u

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ere

l

a

su

perfi

c

i

e

que nos describe

una curva, que me permitirá

de

f

i

n

i

r

y ev luar la

d1

mens

1 ó

n de la estructura

de

e

nca

u

zam

i

ento

.

E

x

i

s

ten varios métodos para

e

l

cálculo de la curva de remanso, para este

proyecto e

l

e

g

iremos el método

E

s

c

a

l

o

n

ado

Directo que esta dado por

l

a

s

i

guiente exp

r

es

i

ón

:

<I ( < I i (/:

)

Donde

:

p:

JI:

r:; :

I ·, l .�· ₁ =

' .

()

-'\-. .

, \ .

. 4 p

)

,�

J ¡ _I_. \f. _\, _\' _.\ _.\

,.

.\ 2g

Al

tura del pelo de a

gu

a que

vari

a desde la sección

del barraje hasta el tirante normal aguas arriba,

según las part

i

c

i

o

n

e

s

elegidas

Promedio

de

l

os tirantes, en la se

c

i

ón

"i''

e

'

1

i

-

1 ".

Área de la

secc

i

ó

n

'

i

'

a

na

li

zada

.

Pe

r

ím

etro moJado

en la s

e

cci

ón

"i"

a

n

a

li

zada.

Radi

o Hidráulico en la sección '

1

i" a

n

alizada

.

Veloc

id

ad

del agua eI1

l

a

sección "i"

anal

iz

ad

a

.

Energía analizada en la

sección

"i"

Variacién de energía en la sección "1" e

"

1 -

1 "

Pendiente

del agua analizado en el

tramo

"i''

e

"

i

-

1 "

Es

el promedio

de la

suma

de

los

_{. ,}

analizados en

la sección "i" e

"

1 -

1 "

Pendiente del río

Longitud del tramo analizado

Longitud acumulada hasta la sección ··¡"

Las formulas

que se

calculen

ingresarán

en el cuadro de tal manera

que

obtendremos la curva de remanso como se aprecia en el grafico 2.6.

CAPTACION DE AGUA DEL RIO CA ETE

(25)

CAP/TUL O 11 INGENIERIA BASICA DEL PROYECTO

Curva de Remanso

'

Distancia analízado con Qm1n

Long para un tircnte normal analizado con Qmax

Ho

'

-

-F

i

gura 2.6 (Resultado de

l

a curva de Remanso)

CAPTACIÓN DE AGUA DEL RIO CA ETE BACHILLER ARTURO MAMA I LA/ E

(26)

DISENO DE BOCATOMA

3.1.- CAPTACION

CAPITULO 111 DISENO DE BOCA TOMA

CAPITULO 111

El diseño para la obra de captación, se realizado tomando en cuenta los caudales máximos diarios para cualquier época del año, como se deduce del

estudio hidrológico de la estación SOCSI.

Bajo el punto de vista hidráulico, el problema se reduce a determinar una

altura de aguas arriba sobre la captación, tal que el caudal aforado asegure la captación del caudal deseado, para ello se calculará el caudal máximo diario y caudal mínimo diario por el método de Gumbel modificado.

3.2.- TIPO DE CAPTACION

Debido a la quebrada muy ancha del río Cañete, con abundante caudal

en épocas de lluvia como se indica en el cuadro de descargas máximas de este

capitulo, obteniendo así caudales máximos que están entre los 400 y 700 m3_/s

en los meses de enero a abril, para el presente informe se ha considerado una

estructura de captación interceptando transversalmente el flujo de la quebrada y

asegurando la captación del caudal requerido.

El tipo de captación propuesto es la Bocatoma de barraje fijo cuyas dimensiones se aprecian en el plano P2, consiste en una estructura de concreto ciclópeo vaciado a todo lo ancho del río, quedando un ancho libre para el canal de limpia, la estructura del barraje y canal de limpia estará protegido por rnuros de encauzamiento laterales. El canal de limpia estará dividido del barraje por muro de concreto armado que servirá para asegurar la captación del caudal deseado y pilares donde se apoyarán las compuertas metálicas, como se detalla en la figura 3.1

CAPTAC/0 DE AGUA DE RIO CA -ETE

(27)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

CAPITULO fil DISEÑO DE BOCA TO!v1A

MURO DE

ENCAUSAMIENTO

'

FluJO del R10

URO DE

f:=NCAUSAMIENTO

CANAL DE _CAPTACION LIMPIA

BARRAJE FIJO

PILARES

60m.

◄---►

Figura 3.1 (ver plano P1)

3.3.- ASPECTOS TEORICOS

COMPUERTAS METALICAS

El diseño de una estructura hidráulica debe realizarse para eventos del futuro cuyo tiempo de ocurrencia o magnitud no pueden predecirse, debemos recurrir al estudio de probabilidades o frecuencia con la cual un determinado caudal o volumen de flujo puede ser igualado o excedido, para nuestro caso se

ha tomado un periodo de retorno de 50 años

Para que el análisis probabilística produzca resultados útiles, debe

comenzar con una serie de datos significativos, adecuados y precisos.

La serie de datos debe ser adecuada, recomendándose que no se deban usar series de datos de menos de 20 años consecutivos para análisis de

frecuencias. En nuestro caso contamos con una serie de 58 datos y un periodo de retorno de 50 años.

3.4.- CAUDAL MAXIMO DE DISENO

A continuación mostraremos los caudales máximos de 58 años y para

ello procedemos al calculo de los caudales promedios y desv1ac1ón

estándar.

CAPTACIÓ DE AGUA DEL RIO CANETE BACHI LER ARTURO A A I LA! E